“电脑”与CAD的随想...
下面讨论的是一些“虚”的东西,是一些关于CAD软件使用与设计的关系的讨论,其中的观念将贯穿本书的全部内容。这可能是这本书的最明显的与众不同之处。千万不要小看这些观念,这决定了您使用CAD软件进行设计的效果。计算机是人类一项伟大的发明。
计算机应用的广义的目标是:“我们已知如何做的事情的自动化”。
计算机的真正使用者,是一些具有明确目标的“人”,例如机械工程师,为完成设计而用。
对于这样一种“人+计算机+相关软件”的系统,我们必须有清醒而正确的认识,才能把这个系统的能力充分利用起来。
1. 从“电脑”说起
把Computer(计算机)称为“电脑”,可能是受到港台地区习惯用语的影响,好像很大众化。甚至连央视这样的“标准”媒体也是时而“电脑”,时而“计算机”。而实际上,这代表一种典型的概念错误。
(1) 脑
在广漠无边的宇宙中,据说只有地球这唯一的绿洲。
恰好的大小,造成恰好的引力,保留有厚度恰好的大气层,挡住致命的紫外线;恰好有一个铁质的核心,造成了强度恰好的磁场,屏蔽了致命的太阳风。这些一起为生命提供保护。
恰好的日-地距离,恰好有水和合适的温度,为生命的起源提供了温床和合适的能源来源。
恰好有了植物,将太阳的能量初次转换为可用的能源,为动物提供了食物链的底层。
还是恰好,在生命进化中,鬼使神差,竟然从神经节进化出了大脑。
更为恰好的,一种超智能的生物——人,从中脱颖而出,成为地球上最高级的生命形式…
实在是“太”凑巧了,人类自己也感到不能解释,于是带着孤独的心情,花费巨资搜寻另一个世界中的兄弟,想验证自己的种种推测,可结果是空手而归…
实在是“太”凑巧了,人类自己也不得不由衷地赞美“上帝”的创造,其实这个上帝也是人创造的…
而在这一系列凑巧的结果中,“脑”是其中最不可理解的、最神奇的、最令人钦佩,也是最为凑巧的东西。即使是一只蟑螂的脑,也比人类最近制造的“智能机器”强上百倍,因为它真的会“思考”。
(2) 人脑
在一系列的“脑”中,人类的脑不知为什么就比其它的脑存在着质的不同。例如对艺术的欣赏和理解能力… 更因为人脑会创造,而且具有着无穷无尽的创造力。
大猩猩比人类的历史长得多,但今天它还是大猩猩。而人类在仅有的几千年文明史中,今天的人类在技术上是古人完全不能相比的,虽然还是生活在这个地球上。
爱因斯坦“想”出来一个可能:在强引力场作用下,光线将会弯曲。而在一次日全食的观测中,证明他是对的。
阿基米德“想”出来几何定律,虽然的我们生存的世界中并不存在相关的实例,而且我们今天还在用这些定律。
爱迪生“想”出来了电灯,使我们摆脱了黑暗。
我们使用的计算机,其根本原理始起源于中国的古老数学——八卦…
这些不仅仅是对自然的模仿,更是“想”出来的新鲜玩艺。直到现在,人类还在这样“想”着,而计算机就是一个典型结果。
这就是“创造”。
这就是人脑的奇迹所在。
笔者常常感到困惑的是:在思维上,几千年来人类可能没什么进展,例如:现在的世界还是沿用战国时期就建立的策略(当时人类的思维是怎样“突变”的呢?);但是在应用技术上,几乎是按照几何级数在前进,例如:十年前的计算机和今天的计算机是多么不同,甚至有这样的感觉:那时候的计算机实在名不副实…
(3) “电脑”
什么是“电脑”?不就是计算机硬件+应用软件么。但是,它是“脑”么?
评价的标准很简单:会不会像人脑一样“思考”。而这种思考的标志就是创造。
最好的结果是:“深蓝”赢了人类象棋大师几盘棋。但我可以肯定,继续下下去,人类将会越来越多地取胜,因为人类能够创造全新的战略战术,而“深蓝”不能。
这样的东西能称为“脑”么?别玷污了“脑”的神圣之光吧。
好多年之前,人类中有这么一伙软件设计师,认为了已经了解了神秘的脑的工作模式,可以用自己的程序模拟脑的处理过程,这就是“人工智能”的研究。他们认为:一个CAD软件,可以在和工程师做了几个设计之后,“学会”工程师的设计思维方法,因此能够与人平等地实施设计过程(并称之为“专家知识库的自学习”功能)。
能么?至少已经发生的事实说明,不能。这伙以为自己也和“上帝”一样能创造“脑”的哥们,终于认识到自己能力之不足,也就不再坚持,该干什么干什么去了…
因为计算机是人脑的衍生物,它只再现了人脑思维中能够表面化的一小部分功能。
因为计算机不是电脑,它无法像人一样思考,像人一样创造。
笔者认为,这应当是一条规律。
(4) 软件
软件在做什么?是在实现一些规则的自动化。
什么规则?例如:1+2=3。“加法”是功能,而“1+2=3”是规则。
这样的规则有个特点,必须是明确的、可由程序实现的。这些规则越明确,软件就越容易实现,而不在乎多么庞大。
操作系统软件的规则,几乎完全由软件设计师确立,当然是建立在常识的基础上。因此这样的软件相对比较容易创建,大家都按照既定的规则使用,也容易掌握。
专业应用软件(例如CAD),规则(设计构思)几乎完全是用户的已有模式,而且与常识相当地不同。因此这样的软件不容易写好,大家按照自己各自的设计构思(规则)理解和使用软件,掌握起来就不容易了。
2. 关于“规则”
前边提到了规则,必然引发谁确立、谁遵守的问题。搞清楚这个问题,就能恰当地确定自己的位置和对策,把精神头用到合适的地方,以较快的速度掌握和使用软件。
笔者认为,许多人、在许多年的时间中使用CAD软件,还是不能解决多少实际设计问题,关于规则的概念不清楚,是主要原因。
(1) 谁确立规则?
是软件设计者。
是软件设计者从用户中听说了设计需要、经过自己理解和总结之后,结合自己所掌握的数学模型和程序设计技术而确立的。
这里有两个要素:
1〉 数学模型。
这个东西是研究数学的人们创立的。随着技术进步,这个模型也在完善,能力逐渐加强。所以我们看到CAD软件已经比过去“能耐”大多了。但是,这种计算模型只不过是人类的一小部分思维的模仿,完全地、同等能力地模仿人类思维,以前不能,今后也不能。因为这种模仿始终是在人脑后面一步一步地爬行。就CAD软件算法核心而言,与一个一般工程师相比,仍然是“相差甚远”。
2〉 软件工程师的理解。
这是最有问题的环节。什么叫“隔行如隔山”?
我从来也没相信过(因为已经发生的事实就是如此),我对于某设计的思考过程,能够被一个软件工程师听明白。这就麻烦了:CAD使用者的思维,与CAD软件创立者的思维不一致,但软件运行的规则却是他们说了算!
但这就是事实,找不到办法更改的事实。
(2) 谁执行规则?
是软件使用者。
是软件使用者按照自己的设计需求,依据软件提供的规则(如果提供了),来完成自己的使用过程。这些使用规则,在没有CAD软件之前就早已确定了,而且不可能依据软件能否做到而明显改变这些已有规则。这一点在CAD类软件使用中尤为明确。
这里有一个问题:使用者是不是明确了自己的规则?笔者遗憾地看到,相当一部分CAD软件的使用者并不明确自己的规则,就是说,他们的设计能力尚未达到合格工程师的水平(虽然可能毕业于名牌大学)。因此,他们只好从软件中寻求“设计思维”的规则。了解了上述事实之后,可以看出,这些人不可能用好CAD软件,就是很正常的了。
(3) 谁解释规则?
不明确。
在使用CAD软件进行设计的过程中,最常见的现象是人在与软件叫劲,这几乎是永恒的主题了:“你怎么就做不到这个要求呢?!这不是很简单么?!”然后,上火、着急、… 以前做过的设计证明,这个要求并不过分;这个要求下实现的设计已经被验证过;从逻辑上说,没有任何问题的… 可软件就是做不成。
谁来解决这个问题?谁来告诉我们怎样实现设计要求的规则?
利用软件的在线帮助?没用,因为只有功能的解释,而没有解决设计需求的方法。
找书?基本上不行。许多作者对软件使用的理解还不如读者深透。
问软件商?您把需求和他说明白、他也听明白,这种结果已经很难做到了,何况他告诉你解决的具体方案。
怎么办?没人解释这些规则。可能的方法:自己救自己。
可能还有一种方法:就是仔细研读这本书。因为这本书是笔者对Inventor的规则与设计需求的规则对应起来的结论。
在某种程度上,笔者说:“我来解决Inventor的规则解释问题”!
(4) 谁完善规则?
当然是软件开发商。
但是他们是按照他们的理解,而不是用户的理解进行完善。
因此,直到现在,Inventor也不能正确处理筋在工程图中的剖切表达,因为他们认为这种要求“不是很广泛的需要”。
有人说了:我的要求十分有道理的呀,例如中国标准的标准件库。
可您想没想,只有一丁点的中国地区销售份额、大量的盗版用户,Autodesk为什么要投入大笔资金来满足中国用户呢?除非他们傻。
所以,规则的完善远不会是我们所希望的那样。
这样,有效地使用CAD软件的主要工作,应当是解决我们自己的问题。至少这样做是可能的、是有效的、是由我们自己说了算的。
(5) 相关的分析比较
为了能清楚地说明问题,用大家都熟悉的Word和AutoCAD进行比较。
项目 Word AutoCAD
所涉及的知识范围 常识 比较专业
软件设计者对未来使用的理解 到位 不到位
软件功能与用户需求的关系 相当对应 需要自己对应
需要用户定制的部分 很少 很多
普通百姓掌握使用技术的难度 简单 比较难
现有参考书的指导作用 很大 很小
通常的使用效果 好 一般
还有一个比较,说明专业基础与CAD软件使用效果的关系。
例如用Word写文章,打印结果相当好,文字整齐,几乎与印刷品一样。用AutoCAD绘图输出也有同样的效果。但是如果您的文笔并不好,或者心中空荡荡的,就算文章打印出来很漂亮,可读起来却味同嚼蜡。用AutoCAD绘图也一样,图再好看,设计出来的东西不行,不是白好看了么?
可见,使用任何应用软件,用户的专业水平实在是结果好坏的第一要素。除非您在玩游戏。其实玩游戏也有专业背景,例如玩三角洲部队的两人对攻,我就常常取胜,因为当兵的时候经过完整的战术技术训练,利用地形地物、隐蔽自己、进攻敌人… 这些“作战”的专业能力上,比一般的工程师肯定强不少。
我喜欢讨论设计问题...
有时候设计问题不是一个设计问题
我们往往看到社会上许多问题,说这些问题如何如何不好,其实关键的是这些问题的背后。我也喜欢设计、大学毕业后去做高难度的工作,可是后来发现,这个世界不是我所想的,至少我得先生存,我的家人,我的母亲....,没有钱什么都是空的了。
上海电台做了一档节目,叫"外国人在中国" ,有一期节目采访一个荷兰人在中国创业,主持人问他为什么这么冒险地来中国创业?这个已经可以说一口流利中文的人说:我们上学选专业啊做事情啊,跟你们中国人不一样,我们只是凭自已的兴趣去做选择,不用考虑生存问题,也不考虑哪个专业挣钱多,大不了从头来过.
我想中国其实有许多问题同此有关。
兴趣是事业成功的地基。以赚钱为目标,永远没有事业,也没有成功。只有票子...
我同意陈工的意见
我同意陈工的意见,只有专注自己的事业,票子才会随之而来。天天想赚钱,目光也随之短浅,票子也会随之而去。陈工看来是个高手,从事哪方面专业的。
我觉得设计非常受时间的影响
我觉得设计非常受时间的影响,比如你干一个工程,里面有个非标件,可能需要详细计算轴承、齿轮之类的,但费力太多,而且,这往往是许多设备中的一台设备中的一个部件,对投资、工艺运行影响不大,我的办法都是大概估算,先自己算好一堆系数,反正往上套就是了,特别关键的部件才计算,大上一级两级没关系。我觉得,大凡技术性的东西都有一个继承性
我觉得,大凡技术性的东西都有一个继承性!现在我是公司模具设计部门的主管,平时星期一。三晚间总会召集部门的工程师们开会。主要是关于技术方面的研讨。
有时是研讨公司生产时的问题。有时是对从日本来的图纸的学习研讨以及有无改善的地方。
在没有经验的时候。就需要学习别人的经验。在自己继承了一些别人的经验后,我会让我的工程师们对设计方案进行创新。